【蓝桥杯】【兰顿蚂蚁】

题目
兰顿蚂蚁,是于1986年,由克里斯·兰顿提出来的,属于细胞自动机的一种。
平面上的正方形格子被填上黑色或白色。在其中一格正方形内有一只“蚂蚁”。
蚂蚁的头部朝向为:上下左右其中一方。
蚂蚁的移动规则十分简单:
若蚂蚁在黑格,右转90度,将该格改为白格,并向前移一格;
若蚂蚁在白格,左转90度,将该格改为黑格,并向前移一格。
规则虽然简单,蚂蚁的行为却十分复杂。刚刚开始时留下的路线都会有接近对称,像是会重复,但不论起始状态如何,
蚂蚁经过漫长的混乱活动后,会开辟出一条规则的“高速公路”。
蚂蚁的路线是很难事先预测的。
你的任务是根据初始状态,用计算机模拟兰顿蚂蚁在第n步行走后所处的位置。
【数据格式】
输入数据的第一行是 m n 两个整数(3 < m, n < 100),表示正方形格子的行数和列数。
接下来是 m 行数据。
每行数据为 n 个被空格分开的数字。0 表示白格,1 表示黑格。
接下来是一行数据:x y s k, 其中x y为整数,表示蚂蚁所在行号和列号(行号从上到下增长,列号从左到右增长,都是从0开始编号)。
s 是一个大写字母,表示蚂蚁头的朝向,我们约定:上下左右分别用:UDLR表示。k 表示蚂蚁走的步数。
输出数据为两个空格分开的整数 p q, 分别表示蚂蚁在k步后,所处格子的行号和列号。
例如, 输入:
5 6
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
0 0 1 0 0 0
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
2 3 L 5
程序应该输出:
1 3
再例如, 输入:
3 3
0 0 0
1 1 1
1 1 1
1 1 U 6
程序应该输出:
0 0
资源约定:
峰值内存消耗(含虚拟机) < 256M
CPU消耗 < 1000ms
请严格按要求输出,不要画蛇添足地打印类似:“请您输入…” 的多余内容。
所有代码放在同一个源文件中,调试通过后,拷贝提交该源码。
注意:不要使用package语句。不要使用jdk1.7及以上版本的特性。
注意:主类的名字必须是:Main,否则按无效代码处理。

分析
题目貌似复杂,但是要耐心的理清楚题目的内容,按照题目的要求慢慢的解决,也会感觉到不复杂,最后用输入尝试看看输出是否一致。

源码

private static String ss = "URDL";
	private static int[][] a;
	
	public static void main(String[] args) {
		Scanner sc = new Scanner(System.in);
		int m = sc.nextInt();
		int n = sc.nextInt();
		a = new int[m][n];
		
		for (int i = 0; i < m; i++) {
			for (int j = 0; j < n; j++) {
				a[i][j] = sc.nextInt();
			}
		}
		
		int x = sc.nextInt();
		int y = sc.nextInt();
		char s = sc.next().charAt(0);
		int k = sc.nextInt();
		sc.close();
		
		
		walk(x, y, s, k);
		
	}
	
	private static void walk(int x, int y, char s, int k) {
		if(k == 0) {
			System.out.println(x + " " + y);
			return;
		}
		
		//获取新的方向,并把格子颜色变掉
		s =  getNext(s, x, y);
		
		switch (s) {
		case 'U':
			x -= 1;
			break;
		case 'R':
			y += 1;
			break;
		case 'D':
			x += 1;
			break;
		case 'L':
			y -= 1;
			break;

		}
		
		walk(x, y, s, k-1);
		
		
	}
	
	private static char getNext(char s, int x, int y) {
		int index = ss.indexOf(s);
		if(a[x][y] == 1) {
			//黑格,右转90度
			index++;
			if(index==ss.length()) {
				index = 0;
			}
			a[x][y] = 0;
		}else {
			//白格,左转90度
			index--;
			if(index == -1) {
				index = ss.length()-1;
			}
			a[x][y] = 1;
		}
		return ss.charAt(index);
	}

结果

5 6
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
0 0 1 0 0 0
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
2 3 L 5

1 3

### 关于蓝桥杯嵌入式比赛中的蚂蚁案例或项目解决方案 在嵌入式开发领域,尤其是针对蓝桥杯这类竞赛,涉及实际项目的实现通常需要综合运用硬件设计、软件编程以及算法优化的能力。以下是关于如何构建一个基于“蚂蚁行为模拟”的嵌入式项目的设计思路。 #### 1. **项目背景** 蚂蚁的行为模式可以通过传感器网络和控制逻辑来模拟。例如,在嵌入式系统中可以利用红外传感器检测障碍物并规划路径,或者通过温度传感器感知环境变化。这种类型的项目能够很好地展示参赛者对于多任务调度、实时数据处理等方面的掌握程度[^1]。 #### 2. **硬件平台选择** 为了完成此类项目,推荐使用STM32系列微控制器作为核心处理器,因为它具有丰富的外设接口(如DAC、ADC、UART等),适合连接多种传感器设备。此外,还需要准备以下组件: - 温度/湿度传感器 - 红外避障模块 - OLED显示屏用于状态显示 - 小型电机驱动电路以实现物理移动功能 #### 3. **软件架构设计** ##### (1)初始化阶段 确保所有必要的外设被正确配置。比如上述提到的`Dac1_Set_Vol()`函数是用来设定数模转换器输出电压值的一个例子,它可以帮助我们生成特定信号去控制某些执行机构的工作参数。 ```c void System_Init(void){ // 初始化时钟树结构 RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct; // 配置GPIO引脚为复用功能模式 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); HAL_DAC_MspInit(&hdac1); } ``` ##### (2)主循环部分 在此环节需不断读取各个传感单元的数据,并依据预定义规则做出响应动作。考虑到可能存在的并发操作需求,建议采用RTOS操作系统简化程序流程管理难度的同时提高系统的稳定性和效率。 ```c int main(){ System_Init(); while(1){ Read_Sensors_Data(); Process_Ant_Behavior(); Update_Display_Info(); osDelay(50); // 延迟一定时间减少CPU占用率 } } ``` #### 4. **具体应用场景举例——觅食过程仿真** 假设我们的目标是模仿一只寻找食物源返回巢穴的过程,则可按照如下步骤实施: - 初始位置随机分布; - 当前节点处评估周围环境是否存在吸引因子(即虚拟的食物颗粒浓度梯度表示法); - 根据概率模型决定下一步前进方向直至找到目标点为止; 以上描述可通过编写相应的数学表达式结合PID调节机制进一步细化成具体的代码片段加以实现。 --- ####
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